[Java] 배열 (Array)
배열은 둘 이상의 동일한 자료형 데이터들을 하나로 저장할 수 있는 고정된 크기의 선형 자료구조이다. 여러 개의 칸들이 일직선으로 나열되어 연결되어 있는 기차와 같다고 생각하면 된다.
자바에서는 배열에 값들을 입력, 저장할 때 해당 값들이 모두 동일한 자료형이어야한다.
배열 선언 및 초기화
다음은 배열을 선언하고, 배열 내 각 위치에 새로운 값을 초기화시키는 예제이다.
class ArrayBasic {
public static void main(String[] args) {
// 배열 선언.
String[] books = new String[3];
int bookSold[] = new int[3];
books[0] = "프로그래밍 배우기";
books[1] = "습관 정립하기";
books[2] = new String("너가 코딩을 못하는 이유 10가지");
bookSold[0] = 50;
bookSold[1] = 21;
bookSold[2] = 70;
// 이 방식으론 배열 내 모든 요소들을 출력하여 확인해볼 수 없음.
System.out.println(books);
System.out.println(bookSold);
// 순회하여 배열 내 요소들을 출력.
for(int i = 0; i < books.length; i++) {
System.out.printf("%s : %d\n", books[i], bookSold[i]);
}
}
}
[Ljava.lang.String;@4517d9a3
[I@372f7a8d
프로그래밍 배우기 : 50
습관 정립하기 : 21
너가 코딩을 못하는 이유 10가지 : 70
위 예제 코드에서 배열을 선언하는 부분은 다음이다.
String[] books = new String[3];
int bookSold[] = new int[3];
위와 같은 배열 선언법을 일반화하면 다음과 같다.
자료형[] 변수명 = new 자료형[개수];
자료형 변수명[] = new 자료형[개수];
자료형 바로 오른쪽에 대괄호([])를 쓰던 변수명 오른쪽에 대괄호를 쓰던 상관없다. 그리고 new 뒤의 자료형 옆에는 해당 배열의 크기를 설정해준다. 위 예제에서는 books라는 변수를 오로지 String 자료형 값만 저장하는 배열로 선언하였으며 그 크기를 3으로 정한 것이다. booksold 변수의 경우, int형 값만 저장하는 크기 3의 배열을 선언한 것이다.
자바에서는 배열도 객체로 취급한다. 따라서 new 키워드가 붙은 것이다.
배열 내 각 위치에 접근할 때에는 books[1]과 같이 인덱싱을 통해 접근하며, 인덱스는 0부터 시작한다. 이 인덱싱을 통해 배열 내 해당 위치의 값에 접근할 수 있고, 값을 변경시킬 수도 있는 것이다.
참고로, 배열은 숫자형, 불린형 등 기본 자료형으로만 만들 수 있는 게 아니다. 객체 자료형도 가능하며, 여기에는 사용자가 정의한 객체 자료형만 담는 배열도 만들 수 있다.
class User2 {
String userID;
int point;
User2(String userID, int point) {
this.userID = userID;
this.point = point;
}
void printProfile() {
System.out.println("====== 사용자 정보 ======");
System.out.println("사용자 아이디 : " + userID);
System.out.println("보유 포인트 : " + point);
}
}
class ArrayClass {
public static void main(String[] args) {
User2[] userArray = new User2[3];
userArray[0] = new User2("kalguksu123", 1000);
userArray[1] = new User2("chobocoding111", 2000);
userArray[2] = new User2("bowwow00", 3000);
for(int i = 0; i < userArray.length; i++) {
userArray[i].printProfile();
}
}
}
====== 사용자 정보 ======
사용자 아이디 : kalguksu123
보유 포인트 : 1000
====== 사용자 정보 ======
사용자 아이디 : chobocoding111
보유 포인트 : 2000
====== 사용자 정보 ======
사용자 아이디 : bowwow00
보유 포인트 : 3000
배열 초기화
앞선 예제에서는 배열을 선언만 하였지 그 초기화는 그 이후에 이루어졌다. 반면, 배열 선언과 동시에 원하는 값으로 초기화하는 것도 가능하다. 자바에서는 배열을 표현할 때 중괄호 ({})를 이용하며, 중괄호 안에 같은 자료형의 값들을 쉼표(,)를 구분자로 사용하여 나열하는 식으로 배열을 초기화할 수 있다.
int[] numArr = {12, 5, 11, 7};
double[] realArr = {1.3, 4.2, 3.141592, 12.0};
String[] strArr = {"great", "wow", "cool", "jar"};
자료형[] 변수명 = {값1, 값2, ...};
자료형 변수명[] = {값1, 값2, ...};
배열을 선언과 동시에 초기화할 경우, new 자료형[] 부분은 생략할 수 있다. 이미 배열을 초기화함으로써 배열의 크기를 알려준 것이나 다름없기 때문이다.
만약 배열을 선언만 하는 경우, 기본 자료형의 배열의 경우 모든 값들이 0 (실수의 경우 0.0, boolean형의 경우 0은 false 취급이므로 false)으로 초기화 된다. 단, char형 배열의 경우 null을 의미하는 유니코드 ‘\u0000’으로 초기화된다. 그리고 객체 배열의 경우 모두 null로 초기화된다.
class SomeClass {};
class ArrayAutoInit {
public static void main(String[] args) {
int len = 3;
int[] numArr = new int[len];
boolean[] boolArr = new boolean[len];
double[] doubleArr = new double[len];
char[] charArr = new char[len];
String[] strArr = new String[len];
SomeClass[] someArr = new SomeClass[len];
for(int i = 0; i < len; i++) {
System.out.println(numArr[i]);
System.out.println(boolArr[i]);
System.out.println(doubleArr[i]);
System.out.println(charArr[i]);
System.out.println(strArr[i]);
System.out.println(someArr[i]);
System.out.println("===========");
}
// 유니코드 \u0000은 null을 의미.
System.out.println(charArr[0] == '\u0000');
}
}
0
false
0.0
null
null
===========
0
false
0.0
null
null
===========
0
false
0.0
null
null
===========
true
배열형 매개변수 및 반환
배열은 메서드의 매개변수 또는 반환형에도 사용할 수 있다.
class ParaReturn {
public static String combineStrings(String[] strSource) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 향상된 for문 (Enhanced for)
// 배열 순회 시 사용할 수 있는 문법이다.
for(String token : strSource) {
sb.append(token);
}
return sb.toString();
}
public static void main(String[] args) {
// 배열 생성 및 초기화.
String[] myStrs = {"000", "-", "111", "-", "222"};
String result = combineStrings(myStrs);
System.out.println(result);
// 배열은 그 크기가 고정되어서 크기 이상의 값을 추가할 수 없다.
// 다음의 코드는 에러가 발생함.
// myStrs[5] = "333";
// System.out.println(myStrs.length);
}
}
000-111-222
위 예제에서 combineStrings 메서드의 매개변수로 String 배열형으로 선언되어, 해당 배열을 인자로 받는 것을 확인할 수 있다.
Enhanced for (for~each)
방금 전 예제 3-1의 combineStrings 메서드 내부를 보면, 인자로 받은 배열을 순회할 때의 for문이 일반적인 for문과는 다른 것을 알 수 있다. 일반적인 for문으로 배열 전체를 순회할 때는 다음과 같았다.
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
// 코드
}
그러나 예제 3-1에서 쓰인 for문은 다음의 형태이다.
for(자료형 변수명 : 배열명) {
// 코드
}
배열 순회 시에 사용되는 이러한 for 문법을 “향상된 for문 (enhanced for)”이라 한다. for 문안에 있는 배열에서 값을 처음 위치부터 하나씩 접근하여 이를 임시 변수에 저장하고, 이 임시 변수를 토대로 반복문 코드를 구현할 수 있는 것이다.
main 메서드
main 메서드의 매개변수를 보면 항상 String형의 배열이 선언된 것을 알 수 있다.
class MainParameter {
public static void main(String[] args) {
if (args.length == 0) {
System.out.println("main 메서드로 넘어온 인자 없음.");
} else {
for(String element : args) {
System.out.println(element);
}
}
}
}
main 메서드는 사용자가 직접 호출하지 않고 대신 자바 가상 머신(JVM)이 해당 파일 실행 시 자동으로 호출하는 메서드다.
main 메서드의 매개변수를 이용하는 방법으로는 명령 프롬프트를 통해 인자를 전달하는 방법이 있다. 명령 프롬프트 창에서 javac 명령어로 먼저 클래스 파일을 형성한 후, 다음의 명령어를 입력해보자.
> java MainParameter
main 메서드로 넘어온 인자 없음.
java 명령어 뒤에 자바 파일명을 입력한 후, 뒤에 아무것도 입력하지 않으면 main 메서드의 args 매개변수로 그 어떤 인자도 대입되지 않는다. 이번엔 다음과 같이 입력해보자.
> java MainParameter 1 2 3 one two three
1
2
3
one
two
three
공백으로 나누면서 문자열들을 입력하니 해당 문자열들이 그대로 출력된 것을 확인할 수 있다. 이렇듯 자바 파일명 뒤에 공백을 기준으로 여러 개의 문자열들을 입력하면 그대로 args에 배열 형태로 대입되어 이를 해당 메서드 내부에서 처리할 수 있게 되는 것이다.
다차원 배열
반복문 안에 반복문을 사용할 수 있고, if문 안에 if문을 쓸 수 있듯, 배열도 배열 안에 배열을 쓸 수 있다. 이렇게 배열을 중첩하여 사용한 형태의 배열을 다차원 배열이라 한다. 이전까지 살펴본 배열은 모두 일차원 배열이었던 것이다.
예를 들어, int형 2차원 배열을 선언하고자 한다면 다음과 같이 선언할 수 있다.
int[][] movieSeats = new int[10][10];
// 2차원 배열을 꼭 정사각형마냥 행과 열의 개수를 똑같이 맞출 필요는 없다.
3차원이면 대괄호를 3번 사용하고, n차원이면 대괄호를 n번 사용하는 방식이다.
다차원 배열도 선언과 동시에 초기화가 가능하다.
int[][] seatsNonSquare = {
{1},
{2, 3},
{4, 5, 6},
};
다음은 int형 2차원 배열을 선언하고 이를 초기화한 후, 순회하며 모든 값들을 출력하는 예제이다.
class TwoDArray {
/**
* 주어진 2차원 배열을 1부터 연속적인 자연수로 초기화한다.
* @param twoArr : 2차원 int형 배열
* @return int[][] : 초기화가 완료된 2차원 int형 배열
*/
public static int[][] initializeTwoDArrayWithNumbers(int[][] twoArr) {
int num = 1;
for(int i = 0; i < twoArr.length; i++) {
for(int j = 0; j < twoArr[i].length; j++) {
twoArr[i][j] = num++;
}
}
return twoArr;
}
public static void printTwoDArray(int[][] twoArr) {
for(int[] oneArr : twoArr) {
for(int num : oneArr) {
System.out.print(num + "\t");
}
System.out.println(); // 개행.
}
}
public static void main(String[] args) {
int[][] movieSeats = new int[10][10];
int[][] seatsNonSquare = {
{1},
{2, 3},
{4, 5, 6},
};
movieSeats = initializeTwoDArrayWithNumbers(movieSeats);
printTwoDArray(movieSeats);
printTwoDArray(seatsNonSquare);
}
}
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
1
2 3
4 5 6
배열의 메서드들
앞서 말했듯, 배열도 객체이다. 또한 배열에 대해 여러 가지 기능을 제공해주는 기본 유틸리티 메서드들도 존재한다. 이를 사용하려면 먼저 다음의 코드를 입력하여 Arrays 클래스를 import하여야 한다.
import java.util.Arrays;
fill() : 배열을 모두 같은 값으로 초기화하기
public static void fill(int[] array, int value) : value 매개변수의 값으로 배열 내 모든 값들을 초기화. 배열 전체 초기화 메서드.
public static void fill(long[] a, int fromIndex, int toIndex, long val) : fromIndex부터 (toIndex - 1) 범위의 인덱스에 해당하는 배열 내 값들을 val 값으로 초기화. 배열 부분 초기화 메서드.
배열 복사
public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) : 첫 번째 매개변수로 대입된 배열을 두 번째 매개변수로 지정된 숫자값만큼의 길이만큼만 복사한 배열을 반환.
public static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) : 첫 번째 매개변수로 지정된 배열에 대해, from부터 (to - 1) 까지의 인덱스에 해당하는 요소들을 복사한 새 배열을 반환.
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos,
int length)
arraycopy : 해당 메서드는 Arrays가 아닌 System (System.out.println 할 때 그 System) 클래스에 포함된 메서드이다. 원본 배열 src의 인덱스 srcPos 부터 length 만큼의 길이를 가지는 요소들을 대상 배열 dest의 destPos 위치부터 복사해준다.
다음은 fill 메서드와 배열 복사 메서드들을 함께 사용한 예제이다.
import java.util.Arrays;
class ArraysMethods {
public static void printIntArray(int[] arr) {
for(int element : arr) {
System.out.print(element + " ");
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
// 초기화 되지 않은 int형 배열은 모두 0으로 자동 초기화됨.
int[] numbers1 = new int[10];
int[] numbers2 = new int[10];
int[] numbers3 = new int[10];
int[] numbers4 = new int[10];
printIntArray(numbers1);
System.out.println("====================");
// 배열 내 모든 요소들을 두 번째 인자로 초기화.
Arrays.fill(numbers1, 1);
Arrays.fill(numbers2, 2);
Arrays.fill(numbers3, 3);
printIntArray(numbers1);
printIntArray(numbers2);
printIntArray(numbers3);
System.out.println("====================");
numbers2 = Arrays.copyOf(numbers1, numbers1.length - 3);
numbers3 = Arrays.copyOfRange(numbers1, 4, numbers1.length - 3);
printIntArray(numbers1);
printIntArray(numbers2);
printIntArray(numbers3);
// 복사 대상 배열의 원래 길이보다 더 짧게 복사한 경우, 길이도 변한다.
System.out.println(numbers2.length);
System.out.println(numbers3.length);
System.out.println("====================");
printIntArray(numbers4);
// copyOf, copyOfRange와 달리, 복사 대상 배열의 원래 길이보다 더 짧게 복사해도
// 배열의 길이 자체는 변하지 않는다.
System.arraycopy(numbers1, 0, numbers4, 0, numbers1.length-2);
printIntArray(numbers4);
}
}
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
====================
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
====================
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1
7
3
====================
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
equals() : 배열 내용 비교
Arrays.equals(arr1, arr2) : 두 배열이 완전히 같은지 비교하고, 같으면 true, 아니면 false를 반환.
import java.util.Arrays;
class ArraysMethods2 {
public static void main(String[] args) {
boolean[] boolArr = {true, false, true};
boolean[] boolArr2 = {true, false, true};
boolean[] boolArr3 = {false, true, false};
boolean[] boolArr4 = {true};
// 배열 길이가 달라도 false를 반환.
boolean[] boolArr5 = {true, false, true, true};
System.out.println(Arrays.equals(boolArr, boolArr2));
System.out.println(Arrays.equals(boolArr, boolArr3));
System.out.println(Arrays.equals(boolArr, boolArr4));
System.out.println(Arrays.equals(boolArr, boolArr5));
}
}
true
false
false
false
sort() : 배열 요소 정렬
Arrays.sort(arr) : 배열 요소를 오름차순으로 정렬.
import java.util.Arrays;
class ArraySort {
public static void main(String[] args) {
int[] numArr = {12, 5, 11, 7};
double[] realArr = {1.3, 4.2, 3.141592, 12.0};
String[] strArr = {"great", "wow", "cool", "jar"};
String delimiter = " ";
Arrays.sort(numArr);
Arrays.sort(realArr);
Arrays.sort(strArr);
for(int n : numArr) {
System.out.print(n + delimiter);
}
System.out.println();
for(double d : realArr) {
System.out.print(d + delimiter);
}
System.out.println();
for(String s : strArr) {
System.out.print(s + delimiter);
}
System.out.println();
}
}
5 7 11 12
1.3 3.141592 4.2 12.0
cool great jar wow
References
[1] 이재환, “이재환의 자바 프로그래밍 입문”, (골든래빗, 2021)
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CC BY-NC 4.0
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